(57)【要約】【課題】走行中であっても正確かつ簡単に鉛バッテリの状態を検知できるバッテリ状態検知装置を提供する。【解決手段】検知処理部５が、鉛バッテリ７に対する所定電流値の充電が開始された際に、充電開始に伴う鉛バッテリ７の端子電圧の所定時間当たりの上昇量（上昇速度）を電圧検出部３を介して検出し、その上昇速度に基づいて鉛バッテリ７の状態（電池残量及び劣化度の少なくともいずれか一方）を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される鉛バッテリの状態を検知するバッテリ状態検知装置であって、
前記鉛バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記鉛バッテリに対する充電が開始された際に、充電開始に伴う前記鉛バッテリの前記端子電圧の所定時間当たりの上昇量を前記電圧検出手段を介して検出し、その所定時間当たりの上昇量に基づいて前記鉛バッテリの状態を検知する検知処理手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ状態検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリ状態検知装置において、
前記検知処理手段は、前記所定時間当たりの上昇量に基づいて、前記鉛バッテリの電池残量及び劣化度のうちの少なくともいずれか一方を検知することを特徴とするバッテリ状態検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される鉛バッテリの状態（電池残量又は劣化度）を検知するバッテリ状態検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載された鉛バッテリの状態検知を行う技術としては、従来より種々のものが提案されているが、頻繁に充放電が行われている使用中（走行中等）の鉛バッテリの状態を正確に検知するのは困難である。例えば、従来技術として、鉛バッテリの開放端子電圧を検出して電池残量を検知する技術があるが、走行中等は鉛バッテリに対する充放電が度々行われるため、鉛バッテリの溶液中の濃度勾配等の影響により、開放端子電圧が安定せず、電池残量を正確に検知することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明の解決すべき課題は、走行中であっても正確かつ簡単に鉛バッテリの状態を検知できるバッテリ状態検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、車両に搭載される鉛バッテリの状態を検知するバッテリ状態検知装置であって、前記鉛バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記鉛バッテリに対する充電が開始された際に、充電開始に伴う前記鉛バッテリの前記端子電圧の所定時間当たりの上昇量を前記電圧検出手段を介して検出し、その所定時間当たりの上昇量に基づいて前記鉛バッテリの状態を検知する検知処理手段とを備える。
【０００５】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係るバッテリ状態検知装置において、前記検知処理手段は、前記所定時間当たりの上昇量に基づいて、前記鉛バッテリの電池残量及び劣化度のうちの少なくともいずれか一方を検知する。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１及び２に記載の発明によれば、鉛バッテリに対する充電が開始された際に、充電開始に伴う鉛バッテリの端子電圧の所定時間当たりの上昇量を電圧検出手段を介して検出し、その所定時間当たりの上昇量に基づいて鉛バッテリの状態を検知するため、走行中であっても、所望の放電のタイミングに合わせて鉛バッテリの状態を正確かつ簡単に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリ状態検知装置（以下、単に「状態検知装置」という）のブロック図である。この状態検知装置は、図１に示すように、電流検出部（電流検出手段）１と、電圧検出部（電圧検出手段）３と、ＣＰＵ等により構成される検知処理部（検知処理手段）５とを備えて構成され、車両に搭載される鉛バッテリ７の状態（電池残量及び劣化度の少なくともいずれか一方）を検知する。ここで、電池残量とは、鉛バッテリ７の満充電時を基準とした放電可能な電荷量を示し、劣化度とは経年変化による鉛バッテリ７の劣化の度合いを示している。
【０００８】
電流検出部１は、鉛バッテリ７のプラス端子に接続される充放電用の通電路９に介挿されており、鉛バッテリ７に対して充電又は放電される電流を検出する。電圧検出部３は、鉛バッテリ７の端子電圧を検出する。
【０００９】
検知処理部５は、鉛バッテリ７に対する充電が開始された際に、充電開始に伴う鉛バッテリ７の端子電圧の所定時間当たりの上昇量を電圧検出部３を介して検出し、その所定時間当たりの上昇量に基づいて鉛バッテリ７の状態を検知する。鉛バッテリ７に対する充電開始の検知処理部５による検知は、例えば電流検出部１による充電電流の検出に基づいて行われる。
【００１０】
以下に、本実施形態に係る鉛バッテリ７の状態検知の原理について説明する。
【００１１】
図２は、種々の状態の鉛バッテリに対して所定の電流値で充電が行われた際の端子電圧の経時変化を計測した結果を示す波形グラフである。図２の試験では、波形グラフＧ１で示すように所定電流（例えば、１０Ａ）の充電を状態の異なる鉛バッテリ７に行った。そして、図２の各波形グラフＧ２〜Ｇ４は、開放端子電圧（ＯＣＶ）が１３．０Ｖ（電池残量がほぼ満充電の状態）の新品の鉛バッテリ７、開放端子電圧が１１．７Ｖ（電池残量が満充電を基準として約２０％の状態）の新品の鉛バッテリ７、及び開放端子電圧が１２．５Ｖの劣化品の鉛バッテリ７に対して波形グラフＧ１の充電を行った際の端子電圧の経時変化について試験結果をそれぞれ示している。なお、図２の試験は、鉛バッテリ７の開放端子電圧がその電池残量に対応した値に安定した状態で、グラフＧ１の充電を行ったものである。
【００１２】
図２の試験結果より、鉛バッテリ７の状態（電池残量、劣化度）により同じ電流値の充電を行った場合でも、充電に伴って生じる端子電圧の所定時間当たりの変化量（あるいは、端子電圧の変化速度（傾きＭ１〜Ｍ３））が種々に異なっていることが分かる。これによって、この充電に伴って生じる端子電圧の所定時間当たりの変化量を計測することにより、その時点における鉛バッテリ７の状態を検知可能であることが分かる。
【００１３】
図３は、異なる開放端子電圧において新品の鉛バッテリに所定電流値の充電を行わせた際に取得した端子電圧の上昇速度を示すグラフであり、その横軸は開放端子電圧に対応し、縦軸は端子電圧の上昇速度に対応している。図３の試験では、新品の鉛バッテリ７に対して、開放端子電圧（電池残量）を種々に異ならせて所定電流値（例えば、１０Ａ）の充電を行わせ、その各充電の開始に伴う端子電圧の上昇速度を計測した。端子電圧の上昇速度の計測は、例えば、充電開始時（時刻ｔ０）の端子電圧（開始電圧）と、充電開始時から所定時間（例えば、１００ｍｓ）が経過した時点における端子電圧（上昇電圧）とを計測し、その開始電圧と上昇電圧との差である上昇量を導出し、その上昇量を前記所定時間（例えば、１００ｍｓ）で割算することにより行われる。
【００１４】
図３の試験結果より、開放端子電圧が比較的高い状態（電池残量が大きい状態）では、開放端子電圧が高いほど（電池残量が大きいほど）端子電圧の上昇速度が大きいことが分かる。これより、少なくとも新品の鉛バッテリ７については、充電開始に伴う端子電圧の上昇速度を計測すれば、その計測結果に基づいて電池残量が推測可能であることが分かる。また、試験の結果、開放端子電圧が同じであれば、劣化が進んだ鉛バッテリ７程、所定電流値の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度が大きくなることが分かっている。例えば、開放端子電圧が１２．５Ｖのときの所定電流値の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度が、新品の鉛バッテリ７では図３のグラフのように約７（Ｖ／ｓ）であるのに対し、劣化品の鉛バッテリ７では約３８（Ｖ／ｓ）となる。
【００１５】
この試験結果より、例えば、状態（電池残量及び劣化度）の異なる種々の鉛バッテリ７について、鉛バッテリ７の劣化度と、電池残量と、所定電流量の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度との関係を試験により導出し、その関係を示すデータを検知処理部５に登録しておくことにより、別の手法により鉛バッテリ７の劣化度が分かっていれば、検知処理部５が、登録されている劣化度と電池残量と端子電圧の上昇速度との関係に基づいて、別の手法により取得した劣化度と、所定電流値の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度とから電池残量を推測することが可能である。あるいは、別の手法により鉛バッテリ７の充電残量が分かっていれば、検知処理部５が、登録されている劣化度と電池残量と端子電圧の上昇速度との関係に基づいて、別の手法により取得した充電残量と、所定電流値の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度とから劣化度を推測することが可能である。
【００１６】
具体例としては、例えば、満充電時において充電開始に伴う端子電圧の上昇速度に基づいて鉛バッテリ７の劣化度を検知する場合について説明する。まず、準備として、満充電時における鉛バッテリ７の劣化度と、所定電流値の充電開始に伴う端子電圧の上昇速度との関係を試験により取得し、その関係を予め検知処理部５に登録しておく。そして、検知処理部５は、鉛バッテリ７が満充電であることを検知している状態において、所定電流値の充電が鉛バッテリ７に開始されたことを電流検出部１を介して検知した際に、その充電開始に伴う端子電圧の上昇速度を電圧検出部３を介して検出し、その検出した端子電圧の上昇速度から劣化度を、予め登録されている劣化度と端子電圧の上昇速度との関係に基づいて導出する。検知処理部５による鉛バッテリ７が満充電状態であることの検知は、例えば、所定レベルの充電電圧が鉛バッテリ７に印加された際の充電電流の減少度等を電流検出部１を介して検出することにより行うことができる。
【００１７】
また、劣化度の検知の具体的な判定手法として、例えば、劣化度に関する所定の閾値レベルを設けておき、検出した充電開始に伴う端子電圧の上昇速度がその閾値レベルを上回ったことを検知した場合に、検知処理部５に鉛バッテリ７の劣化を報知するための報知信号を出力させるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本実施形態では、鉛バッテリ７に対する所定電流値の充電が行われるのを検知して、そのタイミングで鉛バッテリ７の状態検知を行うようにしているが、検知処理部７にオルタネータ、レギュレータ等を制御させて鉛バッテリ７の所定電流値の充電を行わせることにより、状態検知に利用可能な鉛バッテリ７に対する充電のタイミングを検知処理部５が積極的に制御するようにしてもよい。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、鉛バッテリ７に対する所定電流値の充電が開始された際に、充電開始に伴う鉛バッテリ７の端子電圧の所定時間当たりの上昇量（上昇速度）を電圧検出部３を介して検出し、その上昇速度に基づいて鉛バッテリ７の状態（電池残量及び劣化度の少なくともいずれか一方）を検知するため、走行中であっても所望の放電のタイミングに合わせて鉛バッテリの状態を正確かつ簡単に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ状態検知装置のブロック図である。
【図２】種々の状態の鉛バッテリに対して所定の電流値で充電が行われた際の端子電圧の経時変化を計測した結果を示す波形グラフである。
【図３】異なる開放端子電圧において新品の鉛バッテリに所定電流値の充電を行わせた際に取得した端子電圧の上昇速度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１  電流検出部
３  電圧検出部
５  検知処理部
７  鉛バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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